没志青年
发布于 2025-06-19 / 28 阅读
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电路原理 - 储能元件

电容和电感都是动态元件,也是记忆元件。

  • 动态元件:电压和电流具有动态关系,即存储的能量会动态改变。

  • 记忆元件:元件当前的状态受过去的状态影响。

电容元件

电容:两块金属板,中间为绝缘介质,一种存储电荷的部件。

电容的元件特性:q=Cuq = Cu

  • q:电荷量

  • u:电压

  • C:常数

1F=106uF=109nF=1012pF1F=10^6uF=10^9nF=10^{12}pF

电容的关键公式:

i=Cdudti=C\dfrac{du}{dt}

电流和电压变化率成正比。

在直流下,电压不随时间变化,电流为零,因此说电容有通交隔直的作用。

电容的电压是不会突变的

若电压 u 发生突变,那么dudt\frac{du}{dt}将是无穷大的,从而导致电流 i 无穷大,那就需要瞬间无限多的电荷,显然,在实际物理情况下,元件和电路都有极限,这是不可能的。

电容VCR的逆关系:

q=idtq=\int i\, dt

电容的串联

1Ceq=1C1+1C2++1Cn\dfrac{1}{C_{eq}}=\dfrac{1}{C1} + \dfrac{1}{C_2}+ \cdots+\dfrac{1}{C_n}

电容的并联

Ceq=C1+C2++CnC_{eq}=C_1+C_2+\cdots+C_n

电感元件

电感:用导线绕制的线圈。

电感的关键公式:

u=Ldidtu=L\dfrac{di}{dt}

逆关系:

i=1Ludti = \dfrac{1}{L}\int u \, dt

电感的电流是不会突变的。

类似于电容,若电流 i 发生突变,那么didt\frac{di}{dt}将是无穷大的,从而导致电压 u 无穷大,显然这是不可能的,因为电感存储的磁场能量有限。

电感的串联

Leq=L1+L2++LnL_{eq}=L_1+L_2+\cdots+L_n

电感的并联

1Leq=1L1+1L2++1Ln\dfrac{1}{L_{eq}}=\dfrac{1}{L_1} + \dfrac{1}{L_2}+ \cdots+\dfrac{1}{L_n}